第2讲 电场力的性质.doc

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1、第七讲电场力的性质教师：邓旭一、库仑定律及应用分析带电体力学问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，学会把电学问题力学化．分析方法是：(1)确定研究对象．如果有几个物体相互作用时，要依据题意，适当选取“整体法”或“隔离法”(2)对研究对象进行受力分析，多了个电场力(F＝)(3)列平衡方程(F合＝0或Fx＝0，Fy＝0)或牛顿第二定律．【例1】三个电荷量均为Q(正电)的小球A、B、C质量均为m，放在水平光滑绝缘的桌面上，分别位于等边三角形的三个顶点，其边长为L，如右图所示，求：(1)在三角形的中心O点应放置什么性质的电荷，才能使三个带电小球都处

2、于静止状态？其电荷量是多少？(2)若中心电荷带电荷量在(1)问基础上加倍，三个带电小球将加速运动，求其加速度大小．(3)若中心电荷带电荷量在(1)问基础上加倍后，仍保持三个小球相对距离不变，可让它绕中心电荷同时旋转，求它们旋转的线速度大小．【例2】一个内表面光滑的半球形碗放在水平桌面上，碗口处于水平状态，O是球心．有两个带同种电荷且质量分别为m1和m2可视为质点的小球，当它们静止后处于如右图所示状态，则m1和m2对碗的弹力大小之比为(　　)A．1∶　　　　　　　　B.∶1C．2∶D.∶2二、电场强度的叠加及计算方法：电场的叠加要根据电荷的正

3、、负，先判断场强的方向，然后利用矢量合成法则，结合对称性分析叠加结果．【例3】如右图所示，有一带电荷量为＋q的点电荷与均匀带电圆形薄板相距为2d，此点电荷到带电薄板的垂线通过板的圆心．若图中a点处的电场强度为零，则图中b点处的电场强度大小是(　　)A．k＋kB．k－kC．0D．k【例4】在如下图所示的四个电场中，均有相互对称分布的a、b两点，其中a、b两点电势和场强都相同的是(　　)三、有关电场线的问题【例5】一负电荷从电场中的A点由静止释放，只受电场力作用，沿电场线运动到B点，它运动的速度—时间图象如右图所示，则A、B两点所在区域的电场线

4、分布情况可能是下列图中的(　　)方法总结：(1)粒子所受合力的方向指向轨迹的凹侧，由此判断电场的方向或电性(2)由电场线的疏密情况判断电场的强弱及带电粒子的加速度情况．【例6】静电除尘器是目前普遍采用的一种高效除尘器．某除尘器模型的收尘板是很长的条形金属板，图中直线ab为该收尘板的横截面．工作时收尘板带正电，其左侧的电场线分布如图所示；粉尘带负电，在电场力作用下向收尘板运动，最后落在收尘板上．若用粗黑曲线表示原来静止于P点的带电粉尘颗粒的运动轨迹，下列4幅图中可能正确的是(忽略重力和空气阻力)(　　)四、平行板电容器的动态分析运用电容的定义

5、式和决定式分析电容器相关量变化的思路．(1)确定不变量，分析是电压不变还是所带电荷量不变．(2)用决定式C＝分析平行板电容器电容的变化．(3)用定义式C＝分析电容器所带电荷量或两极板间电压的变化．(4)用E＝分析电容器极板间场强的变化．【例7】平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电小球悬挂在电容器内部．闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如右图所示，则(　　)A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ不变C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大D

6、．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变【例8】用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)．设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小S，则θ变小D．保持d不变，减小S，则θ不变五、带电粒子在电场中的偏转问题【例9】如图所示为示波管的结构图，其中电极YY′长L1＝5cm，间距d1＝2.5cm，其到荧光屏的距离x1＝32.5cm；电极XX′长L2＝10cm，间距d2＝2.5cm，其到荧

7、光屏的距离为x2＝25cm.如果在电子枪上加1000V加速电压，偏转电极XX′、YY′上都没有加电压，电子束从金属板小孔射出后，将沿直线运动，打在荧光屏中心O点，在那里产生一个亮斑．当在偏转电极上加上电压后，试分析下面的问题：(1)在YY′电极上加100V电压，Y接正，XX′电极不加电压．在图中荧光屏上标出亮斑的大体位置A.计算出OA的距离．(2)在YY′电极上加100V电压，Y接正；XX′电极上加100V电压，X接正．在图中苂光屏上标出亮斑的大体位置B.计算出OB的距离．六、带电物体在电场和重力场的复合场中的运动问题【例10】足够长的粗糙

8、绝缘板A上放一个质量为m、电荷量为＋q的小滑块B.用手托住A置于方向水平向左、场强大小为E的匀强电场中，此时A、B均能静止，如右图所示．现将绝缘板A从图中位置P垂直电场线移至位置